隨著光通訊、計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,人們對(duì)信息容量、速度以及成本有了更高的要求,而傳統(tǒng)的電互聯(lián)技術(shù),由于其自身的局限性,已經(jīng)無法滿足人們的這種需求。因此,光互連技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其中基于硅基的片上光互連技術(shù)憑借自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)吸引了越來越多研究者和企業(yè)的關(guān)注。然而,硅基光子片上集成仍舊很難實(shí)現(xiàn),是由于硅基光子學(xué)領(lǐng)域存在很多難題,例如硅基光器件的損耗和尺寸問題,致使它們很難達(dá)到商用的標(biāo)準(zhǔn)。本文將圍繞基于楔形波導(dǎo)（taper）對(duì)硅基無源器件的研究及優(yōu)化展開,詳細(xì)地分析了反向taper在減小硅基波導(dǎo)端面反射方面的作用以及taper對(duì)硅基無源器件進(jìn)行優(yōu)化的位置和作用。本論文的工作在減小硅基光器件的損耗和尺寸方面起到了極大的推動(dòng)作用,有利于以后硅基片上光子集成的實(shí)現(xiàn)。論文的具體安排如下:首先講述了硅基光子學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r和自身優(yōu)勢(shì),并給出了四種可以基于楔形波導(dǎo)進(jìn)行優(yōu)化的硅基無源器件的主要結(jié)構(gòu)和研究進(jìn)展,它們包括硅基端面耦合器、陣列波導(dǎo)光柵、波導(dǎo)交叉和多模干涉耦合器。其次介紹了與本論文密切相關(guān)的兩方面基本理論知識(shí),一方面是光波導(dǎo)的理論、公式及模式分析;另一個(gè)方面介紹了 FDTD算法的理論,分析了... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 硅基光電子學(xué)
    1.3 主要硅基無源器件的研究進(jìn)展
        1.3.1 硅基端面耦合器
        1.3.2 陣列波導(dǎo)光柵AWG
        1.3.3 多模干涉MMI耦合器
        1.3.4 波導(dǎo)交叉
    1.4 本論文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
    參考文獻(xiàn)
第2章 光波導(dǎo)理論及數(shù)值分析
    2.1 光波導(dǎo)基本理論
    2.2 平板波導(dǎo)的模式分析
    2.3 時(shí)域有限差分法(FDTD)
        2.3.1 FDTD研究背景及現(xiàn)狀
        2.3.2 FDTD的主要應(yīng)用
        2.3.3 FDTD的基本原理
    2.4 本章小節(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 硅基波導(dǎo)端面反射的優(yōu)化
    3.1 FDTD仿真模型的設(shè)計(jì)
    3.2 影響硅基波導(dǎo)端面反射關(guān)鍵參數(shù)的研究
        3.2.1 Taper的長(zhǎng)度
        3.2.2 Taper的尖端寬度
        3.2.3 入射光波長(zhǎng)wavelength
        3.2.4 Taper的形狀
    3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試模型
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 駐波的形成
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比
    3.5 本章小節(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 四種硅基無源器件的優(yōu)化
    4.1 硅基端面耦合器SSC
        4.1.1 模場(chǎng)直徑和模場(chǎng)面積
        4.1.2 端面耦合測(cè)試系統(tǒng)
    4.2 陣列波導(dǎo)光柵AWG
        4.2.1 AWG的基本原理和性能指標(biāo)
        4.2.2 AWG中楔形波導(dǎo)的優(yōu)化
    4.3 波導(dǎo)交叉
    4.4 多模干涉耦合器MM
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
攻讀碩士期間學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3283808